DE2900528C2

DE2900528C2 - Im Erdboden zu verlegende Rohrleitung für Fernheizsysteme

Info

Publication number: DE2900528C2
Application number: DE19792900528
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 6600 Saarbrücken Hein
Original assignee: Halbergerhuette 6600 Saarbruecken De GmbH
Current assignee: Halbergerhuette 6600 Saarbruecken De GmbH
Priority date: 1979-01-08
Filing date: 1979-01-08
Publication date: 1984-06-28
Also published as: FR2445925B1; FR2445925A1; DE2900528A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrleitung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Rohrleitung der bezeichneten Art (US-PS 34 92 029) aus Rohrabschnitten, die je aus einem Innenrohr, einer Isolierschicht sowie einem Außenrohr bestehen, sind die Innenrohre durch Verbindungsmuffen untereinander verbunden, die an ihrer Innenseite mit Abdichtungsringen versehen sind. Die Verschieblichkeit der Innenrohre bezüglich der Verbindungsmuffe erlaubt einen Ausgleich von thermisch bedingten Längenänderungen der Innenrohre. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß bei derartigen Rohrleitungen trotz anfänglich zufriedenstellender Abdichtung für das zu transportierende Wärmemedium nach längeren Betriebszeiten an gewissen Stellen Undichtigkeiten auftreten. Eine Untersuchung der Störfälle hat dabei gezeigt, daß die auftretenden Undichtigkeiten weniger durch Verschleiß oder Alterung der verwendeten Abdichtungsringe bedingt sind, sondern vielmehr durch den Umstand, daß die einzelnen Innenrohre aufgrund häufiger Expansionen und Kontraktionen in bezug auf das festverlegte Außenrohr soweit in axialer Richtung wandern können, daß das Ende eines Innenrohrcs seine Abdichtung gegenüber der das lnnenrohr umgebenden

Verbindungsmuffe verliert.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Rohrleitung der durch die US-PS 34 92 029 bekannten Art zu schaffen, bei der thermisch bedingte axiale Verschiebungen zwischen Innen- und Außenrohr möglichst gering sind und dadurch Undichtigkeiten in den Rohrstößen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen

ίο Merkmale gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet sind.

Dadurch, daß die Verbindungsmuffen jeweils einseitig an den Innenrohren angeformt sind und ferner einen sich radial nach außen hin erstreckenden Flansch aufweisen, an dem die Endkante des zugehörigen Außenrohres anliegt und der mit seiner Stirnfläche auch an der Stirnfläche des Außenrohres des folgenden Rohrabschnitts direkt oder indirekt anliegt, werden die lnnenrohre gegenüber den sie umgebenden Außenrohren positionsmäßig fixiert, so daß sie innerhalb des verlegten und durch Aufschüttung fixierten Außenrohrs nicht mehr wandern können, selbst wenn häufige thermische Expansionen und erneute Kontraktionen auftreten. Auf diese Weise kann somit sichergestellt werden, daß unerwünschte Undichtigkeiten der verlegten Rohrleitung nicht mehr auftreten. Da die Berührung der einzelnen Innenrohre an den entsprechenden Außenrohren im Bereich der Verbindungsstellen nur in etwa punktförmig erfolgt, sind thermische Verluste infolge des Kontakts der Rohre vernachlässigbar. Zugleich erlaubt diese Ausbildung eine gußtechnisch einfache und gußfehlerfreie Herstellung der Rohre.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer aus mehreren Rohrabschnitten zusammengesetzten Rohrleitung im Längsschnitt,

Fig.2 eine Darstellung eines Abzweigstücks der Rohrleitung sowie

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Verbindungsbercichs zweier Rohrabschnitte.

Wie aus der Zeichnung erkennbar, sind die das Heizmedium führenden Innenrohre 1 und 2 mit Verbindungsmuffen 3 versehen und jeweils in die Verbindungsmuffe 3 des jeweils vorangehenden Rohres eingesteckt. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel bestehen diese lnnenrohre 1 und 2 aus duktilem Eisen.

Die Abdichtung erfolgt durch an sich bekannte elastisehe Dichtungsringe 6, weiche gegenüber dem Heizmedium widerstandsfähig sind. Insbesondere bei deutlich oberhalb von 100⁰C liegenden Temperaturen kann man Abdichtungsringe verwenden, die im Betrieb stets unter radialem Druck stehen und beispielsweise aus einer Metallseele oder einem Metallkern bestehen und mit Polytetrafluorethylen überzogen sind.

Ferner sind Zentrierringe 7 vorgesehen, die ein Zwischenstück zwischen dem Einsteckende 5 und dem Außenrohr 11 bilden. Diese Zentrierringe können starr ausgebildet sein und beispielsweise aus Asbestzement bestehen. Diese Zentrierringe 7 sind von dem Einsteckende 5 um ein ausreichendes Maß zurückgesetzt angeordnet, so daß sie in beträchtlichem Astand von der Stirnfläche 8 des Flansches 9 bleiben, der die Verbin-

b5 dungsmuffe 3 abschließt.

Die Außenrohre, die beim Ausführungsbeispiel aus Asbestzement bestehen, sind mit 10 und 11 bezeichnet und mit einer Doppelmanschette 12 aneinander ange-

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schlossen, wobei die Doppelmanschette 12 gegebenenfalls mit einem mittleren ringförmigen Anschlag 13 versehen ist, dessen Innendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des Innenrohres 2 ist. Diese Doppclmanschetie 12 ist außerdem an ihren beiden Enden mit Innenkehlen 14 versehen, die zur Aufnahme von unter radialem Druck stehenden Dichtungsringen 15 dienen.

Der zylindrische Zwischenraum zwischen dem Inncnrohr 1 und dem Außenrohr 10 ist durch eine thermische Isolierschicht 16 gebildet. Diese Schicht kann aus zwei vorgefertigten Halbschalen aus Glaswolle oder Steinwolle bestehen oder aber in Form eines Kunststoffschaumes an seinen Ort eingespritzt sein. Der Kunststoffschaum eignet sich bis zu Temperaturen inderGrößenordnung von 100⁰C bis 110°C; bei höheren Temperaturen ist es erforderlich, ein Isolationsmaterial wie /.. B. Glaswolle zu verwenden. Das Außenrohr aus Asbestzement schützt das Heizmedium führende Innenrohr gegenüber mechanischen Beanspruchungen, die durch das Erdreich auftreten, sowie gegenüber chemischen Angriffen, welche aus der Aggressivität des Bodens resultieren.

Die aus Gußeisen bestehenden Innenrohre 1 und 2 sind mit einem angeformten radialen Flansch 17 versehen, der einstückig mit der Verbindungsmuffe 3 ausgebildet ist. Auf der Höhe der Verbindungsmuffe 3 des Innenrohres 1 liegt das Außenrohr 10 daher mit seiner Endkante 18 gegen die Rückseite 19 des Flansches 17 am Ende der Verbindungsmuffe 3 an.

Ferner bildet die gegenüberliegende Stirnfläche 20 des Außenrohres 11 gegenüber der Stirnfläche 8 des Flansches 9 der Verbindungsmuffe 3 einen axialen Abstand mit einer Länge, die ungefähr ebenso groß wie die axiale Dicke des Anschlages 13 der Doppelmanschette 12 an der Verbindung der beiden Außenrohre 10 und 11 ist. Dieser Abstand ist selbstverständlich von der Einstecktiefe des Einsteckendes 5 in die Verbindungsmuffe 3 abhängig.

Das Einsteckende 5 ist zweckmäßigerweise mit einer Beschichtung 23 mit niedrigem Reibungskoeffizienten versehen, die eine Relativverschiebung gegenüber dem Dichtungsring 6 bei Temperaturschwankungen begünstigt.

Der Zusammenbau ist wie folgt. Man schiebt ein Außenrohr 11 auf ein Innenrohr 2 auf, indem man es ausgehend von dessen glattem Ende in Richtung des Flansches 17 am Ende der Verbindungsmuffe 3 entlanggleiten läßt. Dieses Außenrohr 11 wird soweit vorgeschoben, bis es mit seiner Endkante 18 mit dem Flansch 17 der Verbindungsmuffe 3 in Berührung kommt. Dieser Kontakt wird bewirkt, indem man eine gute Zentrierung des Endes des Außenrohres 11 gegenüber dem Flansch 17 der Verbindungsmuffe 3 vornimmt, so daß die beiden Innen- und Außenrohre sich in einer koaxialen Anordnung befinden.

Man bringt dann die Isolierschicht 16 ein, und zwar entweder durch Einspritzen eines Kunststoffschaumes von der Seite des Einsteckendes der Rohrleitung her oder aber, indem man von diesem Einsteckende her vorgefertigte Schalen aus Isolationsmaterial hineinschiebt. Man setzt dann, ebenfalls vom Einsteckende her. den Zentrierring 7 zwischen das Innenrohr 2 und das Außenrohr 11 ein.

Zu Transportzwecken verriegelt man die Bauelcmente in dem oben beschriebenen Zustand, beispielsweise mil einem lösbaren Flansch, der auf das Ende 5 aufschiebbar ist. bis er mit der Stirnfläche 20 des Außenrohres 11 in Berührung kommt.

Auf der Baustelle werden die zusammengesetzten Rohrleitungselemente dann in der nachstehend beschriebenen Weise zusammengebaut:
Sobald ein erster zusammengesetzter Rohrabschnitt 1 — 10 seine Position eingenommen hat, bringt man in die Verbindungsmuffe 3 des Innenrohres 1 den Dichtungsring 6 an. Man schiebt dann auf den ersten zusammengesetzten Rohrabschnitt die zur Verbindung dienende Doppelmanschette 12 auf. Wenn diese Doppelmanschette 12 mit einem mittleren ringförmigen Anschlag 13 versehen ist, so wird dieser Anschlag 13 mit der Stirnfläche 8 am Ende des Flansches 17 und des Flansches 9 der Verbindungsmuffe 3 in Berührung gebracht. Nach der Montage eines Dichtungsrings in der Kehle der Doppelmanschette 12 ist die aus dem Rohrabschnitt 1 — 10 und der Doppelmasehette 12 bestehende Anordnung fertig zum Einführen eines weiteren zusammengesetzten Rohrabschnitts 2—7—11.

Das Einsteckende 5 des weiteren zusammengesetzten Rohrabschnitts 2—7—11 wird weiter nicht bis zum Boden der Verbindungsmuffe 3 des Reihrabschnitts 1 — 10 eingeführt, vielmehr beläßt man zwischen der Endkante 21 des Endes 5 und dem Boden 22 der Verbindungsmuffe 3 einen Abstand 1, der der maximalen Ausdehnung entspricht, welche aus einer Erhöhung der Temperatur des Innenrohres 2 resultiert.

Wenn andererseits die Doppelmanschette 12 zur Verbindung der Außenrohre 10 und 11 keinen Anschlag 13 aufweist, so ist es möglich, eine Abdichtung der Innenrohre 1 und 2 vorzunehmen. Zu diesem Zweck entfernt man die zur Verbindung dienende Doppelmanschette 12 in axialer Richtung, so daß sie die Kontaktstelle zwischen Dichtungsring 6 und dem Innenrohr 1 bzw. dem Außenrohr 2 freigibt. In diesem Falle steht die Stirnfläche 8 der Verbindungsmuffe 3 in direktem Kontakt mit der Stirnfläche 20 des Außenrohres 11 des benachbarten Rohrabschnitts.
Bei einer Erhöhung der Temperatur im Innenrohr kann sich dieses ausdehnen, wobei aber sich nur sein Einsteckende 5 in der Verbindungsmuffe 3 des benachbarten Innenrohres 1 verschiebt. Die dabei auftretenden axialen Kräfte werden über den Dichtungsring 6 und die Verbindungsmuffe 3 auf das Außenrohr 10 und damit auf eine Verankerung oder über Mantelreibung direkt in das Erdreich übertragen. Das gleiche gilt für die Doppelmanschette 12, unabhängig davon, ob diese mit oder ohne ringförmigen Anschlag 13 ausgebildet ist. Unter dieser Voraussetzung ist der radial angeordnete Flansch 17 am Ende des Innenrohres 1 axial festgehalten und mit diesem auch die Verbindungsmuffe 3, von der der Flansch 17 einen Teil bildet. Damit ergibt sich, daß die Ausdehnung des Innenrohres lsich nur in eine Verschiebung oder einem Gleiten des Einsteckendes auswirken kann.

Das Innenrohr zieht sich andererseits bei einer Temperaturverringerung wieder zusammen. Die entsprechenden axialen Kräfte werden wiederum über den Abdichtungsring 6 und die Verbindungsmuffe 3 auf das Außenrohr 10 und damit wiederum direkt auf das Erdreich oder eine Verankerung übertragen.

Das Innenrohr stößt somit in sämtlichen Fällen mit seinem Flansch 17 gegen die Stirnfläche des benachbarten Außenrohres. Die Bewegungen der Innenrohre er-

h5 folgen somit ohne Auswirkung auf die Außenrohre 10 und Il und treten damit nicht nach außen in Erscheinung.

Bei Formstücke!! kann in entsprechender Weise ver-

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fahren werden, wie sich ohne weiteres aus Fig. 2 entnehmen läßt. Hier übernehmen die Formstücke die Aufgabe der Verbindungsmuffen für die Einsteckenden der anzuschließenden Rohre. Bei 30 ist eine Verankerung für das Formstück angedeutet. >

Durch diesen Aufbau werden axiale Kräfte, die durch die Ausdehnung des Innenrohres entstehen, vom festliegenden Außenrohr aufgenommen, und zwar aufgrund der Kontakte, die auf der Höhe der Verbiiulungsmuffe zwischen den Einzelteilen bestehen, die fest angeordnet sind.

Das aus Asbestzement bestehende Außenrohr ermöglicht die Verwendung von faserartigen Isolationsmaterialien, wie z. B. Glaswolle oder Steinwolle, welche höhere Temperaturen aushalten als dies bei hartem Kunslsioffschaum der Fall ist.

Darüber hinaus bewirkt der starre Zentrierring zwischen den beiden koaxialen Rohren, daß das Innenrohr nicht schwimmend angeordnet ist, und ermöglicht somit eine leichte Montage der Rohrleitung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

29 OO 528 Patentansprüche:

1. Im Erdboden zu verlegende Rohrleitung für Fernheizsysteme, bestehend aus einer Anzahl von zusammensteckbaren, aus einem Innenrohr, einer Isolierschicht sowie einem Außenrohr bestehenden Rohrabschnitten, wobei die Innenrohre durch mit Abdichtungsringen versehenen Verbindungsmuffen untereinander verbunden und abgedichtet sind, d a durch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmuffen (3) jeweils einseitig an den Innenrohren (1, 2) angeformt sind und einen sich radial nach außen hin erstreckenden Flansch (17) aufweisen, an dem die Endkante (18) des zugehörigen Außenrohres (lö) anliegt und der mit seiner Stirnfläche (8) auch an der Stirnfläche (20) des Außenrohres (11) de;» folgenden Rohrabschnitts (2, U) direkt oder indirekt anliegt

2. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verbindungsmuffen (3) gegenüberliegenden Enden der Innenrohre (1,2) mit Hilfe von jeweils einem Zentrierring (7) gegenüber dem entsprechenden Außenrohr (10,11) im Abstand gehalten sind.

3. Rohrleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenrohre (10, 11) durch aufschiebbare, mit Dichtungsringen (15) versehene Doppelmanschetten (12) untereinander verbunden sind, welche jeweils in ihrem mittleren Bereich einen ringförmigen radial nach innen vorspringenden Anschlag (13) aufweisen, an dem sowohl die Stirnfläche (8) des Flansches (17) des Innenrohres (1) als auch die Stirnfläche (20) des Außenrohres (11) des folgenden Rohrabschnittes anliegen.

4. Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenrohre (1, 2) aus duktilem Eisen und die Außenrohre (10, 11) sowie die Zentrierringe (7) aus Asbestzement bestehen.